В статье рассказываем о разработке и применении реагента для очистки промышленных котлов от накипи – Кратол К.

Введение

К началу 2022 года, вопрос экономии энергоресурсов для российских предприятий, стал актуален как никогда. Оптимизация расходов, снижение затрат, экономия издержек – эти аспекты стали ключевыми, связанными с выживанием промышленных предприятий в новых условиях. Существенную часть в структуре затрат играют расходы на отопление и горячее водоснабжение. Учитывая, что отопительный сезон в нашей стране длится от 5 до 9 месяцев, расходы на эти нужды достигают 20-30% от общих расходов предприятий.

Пар и горячая вода вырабатываются промышленными паровыми и водогрейными котлами. Для нагрева и испарения теплоносителя, котлы используют топливо – природный гаг, мазут, дизельное топливо, уголь. Теплопередача зависит не только от удельной теплоты сгорания топлива, но и от коэффициента теплопередачи. А этот коэффициент, в свою очередь, зависит от наличия или отсутствия накипи в трубках котла.

Перерасход топлива котлами из-за накипи

Материалов о накипи, в том числе и на страницах нашего сайта, публиковалось немало. Более подробную информацию смотрите в статье: Очистка котла. Общие сведения. Отметим, что коэффициент теплопроводности накипи в 30-40 раз ниже, чем у стали, из которой делают котловые трубы. Это и является главной причиной перерасхода топлива промышленными котлами. 1 мм. накипи приводит к потери до 7% топлива

На рисунке: данные из книги Тарасюк В.М. “Эксплуатация котлов. Практическое пособие для оператора котельной”

При работе парового котла ДКВР-10/13, например, потери топлива, при такой накипи, составляют до 30 000 рублей ежедневно!

Водотрубные водогрейные и жаротрубные котлы можно очистить от накипи только при помощи химической промывки. И вот тут возникает главный вопрос: какой реагент для промывки использовать?

За 2021 год, наша компания выполнила очистку более 70 промышленных котлов, мощностью от 1 до 50 МВт. Это очень большая цифра. Вряд ли сегодня, в Российской Федерации, существуют компании, которые очищают подобное количество котлов. Для нас же эта цифра далеко не предел, т.к. компания «Инновации и Сервис» специализируется только на очистке промышленных котлов от накипи.

На снимке: паровой котел ICI CALDAIE 3000, промытый нашей компанией в Ставропольском крае

Около 50 котлов, из общего количества, промыто химическим способом, при помощи реагента Кратол К. Далее мы расскажем подробнее о реагенте, но сначала, немного истории…

Предыстория создания реагента Кратол К

ООО «Инновации и Сервис» выполняет химическую промывку котлов с 2013 года. Первые годы эта деятельность выполнялась нерегулярно, от случая к случаю. При этом использовалась сульфаминовая кислота с ингибитором коррозии – уротропин.

Достоинства сульфаминовой кислоты хорошо известны. Кислота хорошо растворяет соли жесткости (кальций и магний). Поставляется в сыпучем виде, её легко хранить и перевозить. Сульфаминовая кислота является умеренно опасным средство (3 класс), поэтому дополнительных разрешений на её перевозку не требуется.

Однако в некоторых случаях, мы замечали недостаточную эффективность сульфаминовой кислоты. Хорошо растворяя кальциевую накипь (она обычно имеет белый цвет), сульфаминовая кислота не справлялась с отложениями, содержащими оксиды железа FeO, Fe2O3.

Известно, что отложения в паровых котлах имеют разный характер и структуру. В паровых котлах, которые работают при высоком давлении и температуре, накипь имеет более прочную структуру, адгезирована к поверхности металла труб, медленно растворяется. Отложения в водогрейных котлах, менее прочные, зачастую имеют темный, почти черный цвет. В связи с этим, мы получали разное качество очистки котлов.

На снимке: накипь из водогрейного котла

На снимке: накипь из парового котла

Требования к реагенту для очистки производственных котлов

Получив опыт применения сульфаминовой кислоты, мы начали поиск альтернативных средств, которые можно использовать для химической промывки котлов от накипи. При этом, мы сформулировали несколько ключевых требования к реагенту, которые нам показались важными, с точки зрения сервисной организации.

Прежде всего, это растворяющая способность реагента. Далее – безопасность реагента для металла промываемого котла, которая коррелируется со скоростью коррозии. Среди других факторов были: агрегатное состояние реагента, класс опасности, занимаемый объем, фасовка, условия хранения и много других факторов. Ну а одним из наиболее важных – экономика применения. Т.е. затраты на реагент при промывке одного котла.

В процессе поиска, мы испытали практически все реагенты, представленные сегодня на российском рынке. По этическим соображениям, мы не станем указывать названия данных веществ, среди них были как наиболее известные зарубежные, так и российские образцы. И здесь мы с удивлением обнаружили, что практически все образцы имели некие параметры, которые нас не устраивали – нам не удавалось найти «идеальный» реагент.

Соляная кислота является прекурсором, есть ограничения при её перевозке. При работе с ней нужно соблюдать повышенные меры предосторожности. А самое главное, репутация соляной кислоты безнадежно испорчена фирмами, которые некорректно применяли для промывки котлов и вызывали коррозионное повреждение труб.

Другие реагенты были слишком дорогими, делая нерентабельным оказание сервисных услуг по промывке промышленных котлов с большим водяным объемом.

Эффективность многих реагентов оставляла желать лучшего, несмотря на все маркетинговые ухищрения продавцов. Ну вы помните эти видео: кусок ржавой трубы погружают в реагент и через несколько минут вытаскивают блестящую трубу. Всё это хорошо, но какое отношение имеет к накипи, которая образовалась при высоком давление и температуре? Правильно, никакого…

И так далее, по остальным реагентам. Но самое главное, мы не нашли ни одного реагента, разработанного специалистами в области очистки промышленных котлов от накипи. По сути, ни одного специализированного реагента!

Проведённые исследования вернули нас к сульфаминовой кислоте, однако необходимо было усилить её моющую способность. При этом нужно было сохранить третий класс опасности, агрегатное состояние и минимальную скорость коррозии.

Да, нужно отметить, что в период с 2014 по 2016 годы, мы провели большое количество консультаций с производителями котельного оборудования, которые одним из главным требований к реагенту промывки котлов сформулировали именно его безопасность к металлу промываемого котла.

Не будучи специалистами в химии, наша компания обратилась к ведущему производителю сульфаминовой кислоты в России – к ПАО «Пигмент» с предложением сотрудничества по разработке нового реагента.

Разработка реагента Кратол К

Нашей задачей стала разработка первого специализированного реагента, которые предназначен только для очистки промышленных (ну, конечно же, и бытовых) котлов от накипи. По нашему замыслу, реагент должен обладать высокой растворяющей способностью к накипи и минимальной скоростью коррозии. Ведь промывка сильно загрязнённых котлов, в ряде случаев, длится до 3-4 суток.

Не будем сейчас перечислять все этапы разработки реагента Кратол К. Скажем только, что одним из главных факторов, явилось то, что мы предоставили для исследования более 350 образцов котловой накипи, собранной нами за 15 лет работы на территории Российской Федерации.

На сегодняшний момент, в базе образцов накипи ООО «Инновации и Сервис» собрано более 620 образцов.

На снимке: образец накипи № 620, январь 2022 года

Именно этот огромный массив данных был исследован. Для каждого образца был определён качественный и количественный химический состав накипи. Каждый образец был исследован на физико-механические свойства: структура, толщина слоя, сцепляемость (адгезия), прочность.

Именно с учетом этих данных и велась разработка реагента промывки котлов Кратол К. В состав реагента, помимо сульфаминовой кислоты, вошли другие органические и неорганические кислоты, смачиватели, поверхностно-активные вещества, комплексообразователи.

На снимке: реагент Кратол К

Особое внимание уделили тестированию ингибиторов коррозии. Традиционные ингибиторы не дали нужного показателя, при соединении всей рецептуры реагента. В связи с этим, провели тестирование импортных реагентов.

Каждую наработанную партию Кратол К с новой рецептурой, мы испытывали для промывки котлов малой мощности, типа Е-1,0-0,9, или ДКВР-2,5/13. В данных котлах открыт доступ ко все трубкам и можно оценить эффективность растворения накипи котла после промывки.

В общей сложности, на создание и испытания реагента Кратол К ушло 3 года – с 2016 по 2019 гг. За это время наша компания получила колоссальный опыт в применении реагента и вообще, химической промывке всех типов котлов от накипи. Были разработаны инструкции, программы, методички по химической промывке.

Особенности применения Кратол К

На сегодняшний день, нашей компанией промыто более 200 котлов, при помощи реагента Кратол К. В зависимости от толщины накипи, мы выполняем 1-2 а иногда 3 цикла химической промывки. Накипь в паровых котлах жестче, чем в водогрейных, поэтому промывка паровых котлов длится дольше – до 2-4 суток.

На снимке: паровой котел VIESSMANN VITOMAX 200-HS, промытый нашей компанией в феврале 2022 года

Рабочей концентрацией промывочного раствора является 5-15%, т.е. на 95-85 массовых частей воды нужно развести 5-15 частей реагента. Температура промывочного раствора – 60°С.

Промывку котлов следует вести при циркуляции. При этом напор насоса должен составлять 30-50 метров, а подача должна быть в 8-10 раз больше водяного объема котла. Эти характеристики позволяют создать необходимые скорость течения и кратность обмена промывочного раствора в котле. Подробная информация о технологии промывки есть на странице нашего сайта: реагент Кратол К.

Реагент поставляется в сыпучем виде, фасовка реагента – мешки по 40 или 800 кг.

Реагент Кратол К продаётся сторонним потребителям, при этом наша компания гарантирует эффективность применения реагента. Для этого, мы проводим обучение специалистов правилам выполнения химической промывки, разрабатываем инструкции и методические рекомендации для промывки конкретных типов котлов, выезжаем на место проведения работ и курируем технологический процесс.

В настоящее время ООО «Инновации и Сервис» обладает эксклюзивным правом на продажу реагента Кратол К, поэтому по вопросам приобретения, вы можете обращаться напрямую, в организацию.